汽車研發(fā)注塑件工藝流程及參數(shù)解析

1、汽車研發(fā)注塑件工藝流程及參數(shù)解析塑料化是當(dāng)今國(guó)際汽車制造業(yè)的一大發(fā)展趨勢(shì)，尤其內(nèi)外飾上大部分件都是塑料件。 內(nèi)飾塑料件大致有儀表盤配件、座椅配件、地板配件、頂板配件、方向盤配件、車門內(nèi)飾 件、后視鏡以及各種卡扣和固定件；外觀塑料件有前后車燈、進(jìn)氣格柵、擋泥板、倒車 鏡。今天和大家一起聊聊注塑件的工藝流程及相關(guān)重要參數(shù)。定義注塑成型工藝是指將熔融的原料通過(guò)填充、保壓、冷卻、脫模等操作制作一定形狀的 半成品件的工藝過(guò)程。臺(tái)模裝置（連桿式）模具直窗接套 脫模機(jī)構(gòu) 拉桿二工藝流程注塑上2流程圖如下：G充階p ji機(jī)筒加旗器黑桿科斗馬達(dá) 止他環(huán)ZZ（s階卻階到注射裝置1填充階段填充是整個(gè)注塑循環(huán)過(guò)程中的

2、第步，時(shí)間從模具閉合開(kāi)始注塑算起，到模具型腔填充到大約95私止。理論上，填充時(shí)間越短，成型效率越高。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，成型時(shí)間（或注塑速度）要受到很多條件的制約。填充又可分為高速填充和低速填充。1）高速填充高速填充時(shí)剪切率較高，塑料由于剪切變稀的作用而存在粘度下降的情形，使整體流動(dòng)阻力降低；局部的粘滯加熱影響也會(huì)使固化層厚度變薄。因此在流動(dòng)控制階段，填充行為往往取決于待填充的體積大小。即在流動(dòng)控制階段，由于高速填充，熔體的剪切變稀效 果往往很大，而薄壁的冷卻作用并不明顯，于是速率的效用占了上風(fēng)。2）低速填充熱傳導(dǎo)控制低速填充時(shí)，剪切率較低，局部粘度較高，流動(dòng)阻力較大。由于熱塑料補(bǔ) 充速率較慢，

3、流動(dòng)較為緩慢，使熱傳導(dǎo)效應(yīng)較為明顯，熱量迅速為冷模壁帶走。加上較少 量的粘滯加熱現(xiàn)象，固化層厚度較厚，又進(jìn)一步增加壁部較薄處的流動(dòng)阻力。2保壓階段保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力，壓實(shí)熔體，增加塑料密度（增密），以補(bǔ)償塑料的 收縮行為。在保壓過(guò)程中，由于模腔中已經(jīng)填滿塑料，背壓較高。在保壓壓實(shí)過(guò)程中，注 塑機(jī)螺桿僅能慢慢地向前作微小移動(dòng)，塑料的流動(dòng)速度也較為緩慢，這時(shí)的流動(dòng)稱作保壓 流動(dòng)。由于在保壓階段，塑料受模壁冷卻固化加快，熔體粘度增加也很快，因此模具型腔內(nèi) 的阻力很大。在保壓的后期，材料密度持續(xù)增大，塑件也逐漸成型，保壓階段要一直持續(xù) 到澆口固化封口為止，此時(shí)保壓階段的模腔壓力達(dá)到最高值。在

4、保壓階段，由于壓力相當(dāng)高，塑料呈現(xiàn)部分可壓縮特性。在壓力較高區(qū)域，塑料較 為密實(shí)，密度較高；在壓力較低區(qū)域，塑料較為疏松，密度較低，因此造成密度分布隨位 置及時(shí)間發(fā)生變化。保壓過(guò)程中塑料流速極低，流動(dòng)不再起主導(dǎo)作用，壓力為影響保壓過(guò) 程的主要因素。3冷卻階段在注塑成型模具中，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。這是因?yàn)槌尚退芰现破分挥欣鋮s固化 到一定剛性，脫模后才能避免塑料制品因受到外力而產(chǎn)生變形。由于冷卻時(shí)間占整個(gè)成型 周期約70%- 80%因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng)可以大幅縮短成型時(shí)間，提高注塑生產(chǎn)率，降 低成本。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)會(huì)使成型時(shí)間拉長(zhǎng)，增加成本；冷卻不均勻更會(huì)進(jìn)一步造成塑料制品的翹曲變形。由

5、熔體進(jìn)入模具的熱量大體分兩部分散發(fā)，一部分有5%g輻射、對(duì)流傳遞到大氣中，其余 95煙熔體傳導(dǎo)到模具。塑料制品在模具中由于冷卻水管的作用，熱量由模腔中的塑料通過(guò)熱傳導(dǎo)經(jīng)模架傳至 冷卻水管，再通過(guò)熱對(duì)流被冷卻液帶走。少數(shù)未被冷卻水帶走的熱量則繼續(xù)在模具中傳 導(dǎo)，至接觸外界后散溢于空氣中。注塑成型的成型周期由合模時(shí)間、充填時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間及脫模時(shí)間組成。其中以冷卻時(shí)間所占比重最大，大約為70%- 80%因此冷卻時(shí)間將直接影響塑料制品成型周期長(zhǎng)短及產(chǎn)量大小。脫模階段塑料制品溫度應(yīng)冷卻至低于塑料制品的熱變形溫度，以防 止塑料制品因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的松弛現(xiàn)象或脫模外力所造成的翹曲及變形。4脫模階段脫

6、模是一個(gè)注塑成型循環(huán)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。雖然制品已經(jīng)冷固成型，但脫模還是對(duì) 制品的質(zhì)量有很重要的影響，脫模方式不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品在脫模時(shí)受力不均，頂出時(shí) 引起產(chǎn)品變形等缺陷。脫模的方式主要有兩種：頂桿脫模和脫料板脫模。設(shè)計(jì)模具時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的脫模方式，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于選用 頂桿脫模的模具，頂桿的設(shè)置應(yīng)盡量均勻，并且位置應(yīng)選在脫模阻力最大以及塑件強(qiáng)度和 剛度最大的地方，以免塑件變形損壞。而脫料板則一般用于深腔薄壁容器以及不允許有推 桿痕跡的透明制品的脫模，這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是脫模力大且均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)明顯的遺留 痕跡。重要參數(shù)注塑相關(guān)的重要參數(shù)如下:保國(guó)服加后時(shí)園/1注塑壓力注

7、塑壓力是由注塑系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)提供的。液壓缸的壓力通過(guò)注塑機(jī)螺桿傳遞到塑料熔體上，塑料熔體在壓力的推動(dòng)下，經(jīng)注塑機(jī)的噴嘴進(jìn)入模具的豎流道（對(duì)于部分模具來(lái)說(shuō)也是主流道）、主流道、分流道，并經(jīng)澆口進(jìn)入模具型腔，這個(gè)過(guò)程即為注塑過(guò)程，或者稱之為填充過(guò)程。壓力的存在是為了克服熔體流動(dòng)過(guò)程中的阻力，或者反過(guò)來(lái)說(shuō)，流動(dòng)過(guò)程中存在的阻力需要注塑機(jī)的壓力來(lái)抵消，以保證填充過(guò)程順利進(jìn)行。在注塑過(guò)程中，注塑機(jī)噴嘴處的壓力最高，以克服熔體全程中的流動(dòng)阻力。其后，壓力沿著流動(dòng)長(zhǎng)度往熔體最前端波前處逐步降低，如果模腔內(nèi)部排氣良好，則熔體前端最后的壓力就是大氣壓。影響熔體填充壓力的因素很多，概括起來(lái)有3類:1）材料因素如塑

8、料的類型、粘度等；2）結(jié)構(gòu)性因素如澆注系統(tǒng)的類型、數(shù)目和位置，模具的型腔形狀以及制品的厚度等;3）成型的工藝要素2注塑時(shí)間這里的注塑時(shí)間是指塑料熔體充滿型腔所需要的時(shí)間，不包括模具開(kāi)、合等輔助時(shí) 間。盡管注塑時(shí)間很短，對(duì)于成型周期的影響也很小，但是注塑時(shí)間的調(diào)整對(duì)于澆口、流 道和型腔的壓力控制有著很大作用。合理的注塑時(shí)間有助于熔體理想填充，而且對(duì)于提高 制品的表面質(zhì)量以及減小尺寸公差有著非常重要的意義。注塑時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于冷卻時(shí)間，大約為冷卻時(shí)間的1/101/15 ,這個(gè)規(guī)律可以作為預(yù)測(cè)塑件全部成型時(shí)間的依據(jù)。在作模流分析時(shí)，只有當(dāng)熔體完全是由螺桿旋轉(zhuǎn)推動(dòng)注滿型 腔的情況下，分析結(jié)果中的注塑時(shí)間

9、才等于工藝條件中設(shè)定的注塑時(shí)間。如果在型腔充滿 前發(fā)生螺桿的保壓切換，那么分析結(jié)果將大于工藝條件的設(shè)定。3注塑溫度注塑溫度是影響注塑壓力的重要因素。注塑機(jī)料筒有56個(gè)加熱段，每種原料都有其合適的加工溫度（詳細(xì)的加工溫度可以參閱材料供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)）。注塑溫度必須控 制在一定的范圍內(nèi)。溫度太低，熔料塑化不良，影響成型件的質(zhì)量，增加工藝難度；溫度 太高，原料容易分解。在實(shí)際的注塑成型過(guò)程中，注塑溫度往往比料筒溫度高，高出的數(shù)值與注塑速率和材料的性能有關(guān)，最高可達(dá) 30Co這是由于熔料通過(guò)注料口時(shí)受到剪切而產(chǎn)生很高的熱量造 成的。在作模流分析時(shí)可以通過(guò)兩種方式來(lái)補(bǔ)償這種差值，一種是設(shè)法測(cè)量熔料對(duì)空注

10、塑 時(shí)的溫度，另一種是建模時(shí)將射嘴也包含進(jìn)去。4保壓壓力與時(shí)間在注塑過(guò)程將近結(jié)束時(shí)，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，只是向前推進(jìn)，此時(shí)注塑進(jìn)入保壓階段。保 壓過(guò)程中注塑機(jī)的噴嘴不斷向型腔補(bǔ)料，以填充由于制件收縮而空出的容積。如果型腔充滿后不進(jìn)行保壓，制件大約會(huì)收縮25吐右，特別是筋處由于收縮過(guò)大而形成收縮痕跡。保壓壓力一般為充填最大壓力的85溢右，當(dāng)然要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定。5背壓背壓是指螺桿反轉(zhuǎn)后退儲(chǔ)料時(shí)所需要克服的壓力。采用高背壓有利于色料的分散和塑 料的融化，但卻同時(shí)延長(zhǎng)了螺桿回縮時(shí)間，降低了塑料纖維的長(zhǎng)度，增加了注塑機(jī)的壓 力，因此背壓應(yīng)該低一些，一般不超過(guò)注塑壓力的20%注塑泡沫塑料時(shí)，背壓應(yīng)該比氣體形

11、成的壓力高，否則螺桿會(huì)被推出料筒。有些注塑機(jī)可以將背壓編程，以補(bǔ)償熔化期間螺桿長(zhǎng)度的縮減，這樣會(huì)降低輸入熱 量，令溫度下降。不過(guò)由于這種變化的結(jié)果難以估計(jì)，故不易對(duì)機(jī)器作出相應(yīng)的調(diào)整。結(jié)語(yǔ)由于汽車輕量化、低能耗的發(fā)展要求，汽車零部件的材料構(gòu)成發(fā)生明顯的以塑代鋼的 變化。從國(guó)內(nèi)外汽車塑料應(yīng)用的情況看，汽車塑料的用量已成為衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平的 重要標(biāo)志。如果有朋友對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)感興趣，或者有業(yè)務(wù)需要開(kāi)展，可以加漫談君微信autotechstudy01 聯(lián)系磋商哦！寫(xiě)在最后我用持續(xù)不斷的努力寫(xiě)作與分享希望換來(lái)你持續(xù)不斷的成長(zhǎng)你的閱讀、關(guān)注、好看與分享就是對(duì)我的肯定與支持十分感謝! ! !說(shuō)明：文中

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